Капельное орошение без капельной трубки

ТЕГИ:

Вадим Дудка, директор ООО «Агроанализ»

В этом году системы капельного орошения овощных и технических культур в Украине стали «совершеннолетними». 18 лет назад были проложены первые 100 гектаров системы капельного полива на томатах и 30 - на огурцах. Сегодня орошение для овощеводства - практически аксиома. В настоящее время мы приступили к внедрению инновационного предложения для полевых культур

Первая успешная попытка применения капельного орошения (удвоение урожайности по сравнению с дождеванием) сразу же обеспечила успех этому методу полива. Причем он был впечатляющим - первые 10 лет ежегодно удваивались объемы продажи капельной трубки в стране, и даже позднее, несмотря на кризисы, войну и скачки курса доллара, рост продолжался. Но примерно в 2012 году стало понятно, что в сфере овощеводства - это направление исчерпало все пути своего развития. Большинство профессиональных овощеводов уже использовали капельное орошение. Его применяли даже в таких, казалось бы, обеспеченных влагой регионах как Львовщина, Закарпатье и Черниговщина.

Даже на самых лучших фильтрах мельчайшие частицы примесей постепенно накапливаются в трубках и блокируют капельницы

Ныряние в бассейн без воды

Капельный полив «направился» на поля технических культур - кукурузы, сои, сахарной свеклы, подсолнечника. Это открыло новые рынки сбыта капельной трубки, причем с фантастическим потенциалом роста (в отличие от овощей, технические культуры в нашей стране выращиваются на миллионах гектаров). Производители систем капельного полива отреагировали молниеносно: снизили цены специально для холдингов и провели много мероприятий для популяризации идеи - семинары, статьи, конференции, пилотные проекты.

На этом и обожглись... Так уж сложилось, что мы стояли у истоков технологий применения систем капельного полива на овощных культурах в Украине и все эти годы были самыми верными адептами капельного орошения. Накопили серьезный опыт и приобрели багаж знаний, касающихся различных тонкостей его применения. Поэтому не могли остаться в стороне и активно начали заниматься развитием нового направления. Однако с первых шагов поняли, что в самой идее была грубая ошибка. Ведь она заключалась в том, что каждый крупный холдинг для пилотного проекта использовал однолетнюю тонкостенную трубку. Сколько бы мы ни убеждали, уговаривали, ни писали статей, все равно к нам почти никто не прислушался. Логика была следующая: «потренируемся на тонкостенной однолетке, а уж потом на тысячах гектаров будем использовать многолетнюю толстостенную». Получилось, как в бородатом анекдоте: «вначале без воды нырять научитесь, а потом и воды в бассейн нальем...».

Однако «без воды нырять» не получилось в принципе. И несмотря на то что практически во всех пилотных проектах были достигнуты значительный прирост урожайности и ощутимый экономический эффект, процесс внедрения капельного полива на поля технических культур фактически прекратился. Почему так произошло? Почему хозяйства отказываются от технологии, обеспечивающей не только рост урожайности, но и повышение прибыльности проекта?

А дело в том, что у систем капельного орошения помимо десятков преимуществ перед иными способами полива есть еще и пяток серьезных недостатков. И для холдингов эти недостатки оказались фатальными, поскольку превратились в неразрешимые проблемы. Главным кошмаром при использовании традиционных систем капельного полива становится сама капельная трубка. Именно эта неотъемлемая часть любой из систем делает саму систему ужасно неудобной для использования на больших площадях на культурах с высокой степенью механизации производства.

Если долго не проводить промывки, то грязь скапливается и в самых разводящих трубопроводах

Инсталляция системы - проблема первая

Однолетние системы после каждого сезона вегетации убираются с поля и весной должны монтироваться вновь. Начинается все с капельной трубки. Обычно овощеводы крепят укладчики трубки прямо на сеялки или рассадопосадочные машины. Однако на современных мощных широкозахватных сеялках для кукурузы и сои - это невозможно, поскольку большинство из них складываются в транспортном положении. И тогда для установки капельной системы приходится выделять отдельные тракторы. А в период посевной у агронома просто не бывает лишних машин.

Площади большие, и все надо успеть посеять в короткое «окошко», когда почва уже прогрелась, но еще не пересохла. Каждые трактор, сеялка и механизатор - на счету. И конечно же, хлопоты с инсталляцией системы капельного полива в этот период разрушают все планы. Но даже если получится установить укладчики непосредственно на сеялке, производительность работы агрегата существенно снизится.

У нас был опыт на овощном проекте во Львове, когда сеялка Agricola высевала за световой день 30 га лука на богаре и менее 20 га с единовременной укладкой капельной трубки. Но ведь укладкой трубки проблема не исчерпывается. Далее вам потребуется выполнить огромный объем работ по монтажу разводящих трубопроводов и фильтростанций и все это соединить и подключить. И такое будет повторяться каждую весну... Неудивительно, что после всех этих хлопот на пилотном проекте у большинства агрономов пропадает желание распространять капельное орошение на прочие поля.

Трубки подземных систем не заканчиваются заглушками

Начинаем поливать - проблема вторая

Но, в конце концов, с посевом справились. Уложили трубку, смонтировали трубопроводы, все подключили и начали полив. Допустим даже, что не слишком опоздали со всеми этими хлопотами. На поле все красиво - полоски равномерно промоченной почвы, дружные всходы растений. Да, первое время все выглядит именно таким образом. Однако потом романтика заканчивается и начинаются неприятные сюрпризы. Однолетняя капельная трубка очень тонкостенная, поэтому ее легко повреждают и почвенные вредители, и птицы, и даже острые шипы некоторых семян сорняков.

Овощеводы хорошо знают норматив расчета численности операторов капельного полива для однолетней трубки: один человек на каждые 10-12 га. Но попробуйте объяснить управляющему отделением холдинга, что на 300-гектарном поле ему нужно закрепить 30 обученных, подготовленных и ответственных поливальщиков. Иной раз во всем селе столько кадров не наберется.

И в итоге поливальщиков будет не 30, а максимум пятеро. Эти пятеро даже при всем своем желании не успеют вовремя залатать все дырки и повреждения, вследствие чего появятся лужи и полив будет неравномерным. А поскольку в системе капельного орошения широко применяется фертигация, то неравномерность полива приведет и к неравномерности питания. В итоге - недобор урожая. И это одна из нерешаемых проблем, поскольку технические культуры быстро подрастают до высоты, когда протечки уже невозможно заметить при обходе поля, а значит, и нереально устранить неисправности при любом количестве операторов.

Обработка почвы - проблема №3

Капельная трубка на поверхности почвы лишает нас возможности проводить междурядные обработки. И это очень большая проблема. Есть культуры, на которых междурядка, - важный элемент интегрированной борьбы с сорняками (даже при применении гербицидов). Для других культур окучивание - обязательный элемент технологии. На тяжелых заплывающих почвах после ливней с градами, уплотнивших почву, только междурядная обработка может восстановить ее физические свойства. И в таких случаях агроном в очередной раз может пожалеть, что уложил на поле капельную трубку.

Почвенный полив: никакой трубки на поверхности - никаких проблем с ней

Полив продолжается - четвертая проблема

Поставив клиенту систему капельного полива, компания-подрядчик обязательно проинструктирует его о необходимости регулярных промывок кончиков трубок. Это очень важная и обязательная операция.

Конечно же, у нас в системе есть фильтр. Зачастую он очень дорогой и качественный, в последнее время чаще используются автоматические. Но ведь никакой фильтр не очищает воду до кристально чистого состояния, и даже если бы мы нашли подобный, он попросту засорялся бы каждые 10 минут, не оставляя нам времени на полив. Поэтому инженеры-расчетчики каждый раз ищут здравый компромисс, то есть подбирают такой фильтр, который отсекал бы крупные частицы, а мелкие (гораздо меньше диаметра каналов в капельницах) пропускал. За многие годы выработался некий стандарт - обычно надежным считают тройной запас, когда дырочка в сетке фильтра в три раза меньше, чем диаметр каналов в лабиринте капельниц. И этого запаса вполне хватало бы, если бы не один неприятный эффект. Дело в том, что и магистральные трубопроводы, и разводящие линии, и сами капельные трубки сделаны из пластмассы - полиэтилена либо поливинилхлорида. И маленькие частички ила, глины или органических примесей, двигаясь по ним, электризуются и обретают способность притягиваться друг к другу, образуя конгломераты. С каждым днем все крупнее и крупнее...

Если вовремя промывать капельные трубки, большой беды не будет - все эти частицы вымоются потоком промывной воды. Но попробуйте еженедельно промывать трубку на 300 га. Разъясню, чтобы было понятно: для этого необходимо вначале открыть около 20 тысяч заглушек на концах капельных трубок (наклонившись к каждой персонально), а потом их закрыть. Можете даже не считать, сколько на это потребуется времени, а просто понаклоняйтесь для эксперимента хотя бы две тысячи раз, пусть даже стоя на месте. И вам сразу станет понятно, что ни одна система капельного полива зерновых и технических культур не эксплуатировалась правильно!

А так ли это опасно - не промывать трубку своевременно? На каждом поле и каждом источнике воды степень этой опасности различна. Объезжая сотни полей, мы нередко видели ужасающую картину: снимаешь заглушку с капельной трубки, а оттуда вместо воды вылезает «колбаска» коричневой густой грязи... Если не промывать кончики трубок с положенной частотой, то мельчайшие частички, проходящие через фильтр, постепенно слипаются в киселеобразную массу, блокирующую капельницы.

В особо тяжелых случаях засоряются даже распределительные трубопроводы больших диаметров, ведь такая же грязевая каша выходила не только из трубок, но и из концов трубопроводов Layflat. На подобных полях капельницы начинают блокироваться уже на второй месяц использования, а до конца сезона более половины эмиттеров зачастую либо не пропускают воду вообще, либо выдают расход гораздо меньше расчетного.

На небольших проектах сразу после укладки трубки желательно нарезать гряды.

Уборка урожая – проблемы не заканчиваются

Однако, несмотря на все эти многочисленные проблемы, урожай все-таки созреет, когда наступит время.

Конечно, урожай в условиях неправильной эксплуатации системы капельного полива будет отличаться от собранного на поле при правильной ее эксплуатации, но, тем не менее, он будет впечатляющим. Ведь даже несмотря на все недоработки, потенциал капельного полива огромен. Во время уборки урожая наступает радостный момент для всех отмучившихся с этим капельным поливом целый сезон. Только, к сожалению, длиться он будет недолго, потому что придет время собирать капельную трубку с поля. А она, напомню, однолетняя - тонкая и легко рвущаяся при растяжении. И серийная техника для механизированной смотки такой трубки на полях до сих пор не появилась. А если скоро зима и необходимо оперативно очистить поле от трубки, чтобы успеть его подготовить к ней?!

Тогда привозят автобусы с сотней (порой и не одной) рабочих, которые руками выдергивают трубку из почвы, стягивают ее к краям поля и охапками грузят на трактора и автомобили. Хорошо еще если не сжигают прямо на поле... Это все происходит в хозяйстве, где давно забыли, что такое толпа рабочих в поле, где все проблемы решаются с помощью современной высокопроизводительной техники.

И там, где порой в штате нет ни сотни рабочих, ни десятка бригадиров. Такое «возвращение в Средневековье» мало кому нравится, и эта эпопея со сбором капельной трубки зачастую становится последней каплей в чаше терпения руководителей агрокомпании.

Давайте искать решение

Все вышеуказанные проблемы в целом натолкнули агрономов крупных хозяйств на следующий вывод: «капельное орошение - для небольших полей, а крупным производителям эта технология не подходит».

Нам же, верным последователям и ценителям этой технологии, сдаваться не хотелось. И мы приступили к поиску необходимого решения. Для этого прежде всего подробно изложили все проблемы и для каждой из них написали, что можно/нужно сделать в целях ее избежания. Далее все, что остается - найти их техническое исполнение (табл. 1).

Таблица 1. Капельное орошение без капельной трубки

Просуммировав правую колонку наших «пожеланий», получаем единственное логическое решение -это многолетняя система подпочвенного капельного полива с автоматическим управлением.

И ситуация начинает стремительно меняться.

Экономика подпочвенного капельного полива

Однако первая реакция на наше предложение скептически настроенных клиентов - «это же дорого!!!».

Цена трубки строго коррелирует с толщиной ее стенки, а значит, многолетние системы будут стоить дороже, чем однолетние, плюс удорожается и сама инсталляция. Да еще и за автоматику (управляющий компьютер + программное обеспечение + автоматические клапаны + линии передачи сигналов!) придется дороже заплатить. А ведь для технических культур каждая копейка в себестоимости важна!

Что можно сказать на этот аргумент? Лучше - правду: на самом деле автоматические системы многолетнего подпочвенного капельного полива стоят дешевле, чем традиционные однолетние. Конечно, если считать «по-честному».

Давайте подсчитаем (табл. 2).

Таблица 2. Капельное орошение без капельной трубки

Следовательно, если сопоставить стоимость автоматической системы подпочвенного полива (со всеми расходами на капитальные работы по инсталляции включительно) с традиционной однолетней, то автоматическая многолетняя будет стоить в четыре-пять раз дешевле. Это с учетом длительности эксплуатации и сокращения расходов на обслуживание.

Годовая амортизация таких систем вместе с оперативными расходами на проектах от 1000 га варьирует от $164 до $175 на гектар за один сезон. Много это или мало?

Давайте сопоставим со стоимостью выращенного урожая (табл. 3).

Таблица 3. Капельное орошение без капельной трубки

В пересчете на тонну выращенного урожая ситуация становится еще нагляднее. Средняя себестоимость тонны кукурузы на орошении обычно колеблется от $75 до $85. При использовании однолетних систем почти половина этой себестоимости - расходы на систему полива (амортизация + эксплуатационные расходы).

На подземном капельном орошении эти расходы составят 12% в структуре себестоимости (стоимость примерно 1,5 тонны кукурузы). Для сои ситуация еще нагляднее. При средней себестоимости культуры около $300 за тонну расходы на систему орошения достигают двух третей себестоимости, а вот при системе подпочвенного полива даже с полной автоматизацией они почти вписываются в малоощутимые 10%. Следовательно, еще одно несомненное достоинство подпочвенного капельного орошения заключается в том, что оно дешевле.

Недостатки подпочвенного капельного полива

«Но должны же быть недостатки?» - спросите вы. Конечно, они тоже есть! И очень серьезные, хотя поправимые.

Минус первый: инсталляция системы

Если даже при монтаже однолетней системы возникала проблема с проведением прочих весенних полевых работ, то при системе подпочвенного полива она тем более актуальна, ведь необходимо закопать глубоко под землю разводящие трубы, а также установить и настроить автоматику. Кроме того, укладывая трубку на глубину, мы нарушаем структуру нашей подготовленной под посев почвы и иссушаем ее. Выход один - укладка капельной трубки и вся инсталляция таких систем должны проводиться летом-осенью предшествующего сезона. Это не только даст нам время, чтобы спокойно и надежно провести все работы, не отрывая технику от более срочных дел, но и обеспечит усадку почвы над уложенными трубопроводами, восстановление почвенных капилляров в зимний период, а значит, и существенно упростит проведение первой промочки весной.

Укладка подпочвенной капельной трубки специальным агрегатом занимает не борльше времени, чем традиционной наземной

Минус второй: всасывание почвы в капельницы

Не бывает идеально ровных полей. Да и сама трубка при укладке все равно будет хоть немного варьировать по глубине укладки. Пока идет полив - все замечательно. Но стоит только выключить давление, и из капельниц, расположенных ниже, вода будет вытекать, а в капельницах, расположенных выше, образуется разрежение, и частички почвы будут всасываться в капельницы, засоряя их. Есть два варианта решения этой проблемы. Первый - это использование специальных капельниц с устройством «антисифон», встроенным в капельницу маленьким клапаном-лепестком, закрывающим ее в нужный момент. Так, например, Metzerplas производит капельницы Аssif с таким устройством.

Второй вариант - установка воздушных (вакуумных) клапанов на самих трубопроводах, которые выполняют практически ту же функцию защиты капельниц от всасывания частичек почвы при выключении.

Все эти устройства проверены многолетней практикой применения на реальных проектах, и не забыть их установить достаточно просто.

Минус третий: а как пахать?

Если на полях с наземным однолетним капельным орошением неразрешимой проблемой стали междурядные обработки, то на системах подпочвенного полива возникает вопрос проведения основных обработок. Но ответ на него тоже есть. Важно понимать, что подземное капельное орошение укладывается на двух уровнях. Сама капельная трубка укладывается на глубину 20-40 см (точная глубина зависит от механического состава почвы, ее водно-физических свойств), а разводящие и магистральные трубы - на глубину 65-80 см. Это позволяет проводить глубокую обработку почвы (например, чизелевание) вдоль рядов при желании на глубину до 50 см, а после нее уже всплошную обрабатывать почву на небольшую глубину (дискование, фрезерование, культивация - в зависимости от требований технологии выращивания культуры).

Конечно, при этом очень важно чизелевать точно, не задевая капельных линий. Но холдингам незачем переживать по этому поводу. Ведь именно у них в распоряжении есть современные точные системы GPS-навигации и управления тракторами, позволяющие проводить такие обработки с точностью до нескольких сантиметров.

Для небольших, к примеру, овощеводческих хозяйств существует иное решение этой проблемы: в первый же год укладки системы капельного орошения необходимо нарезать невысокую гряду фрезерным грядообразователем, а каждый следующий год чизелевать вдоль направления гряд (капельных линий), после этого фрезеровать четко по линии прошлогодней гряды.

Траншеи под разводящие трубы готовят специальным канавокопаталем

Минус четвертый: проникновение корней растений в капельницы

Это очень большая опасность. Но ее достаточно легко избежать, если применять специальные препараты - трифлуралин или пендиметалин. Для «ленивых» выпускаются специальные капельницы со встроенной пластинкой, пропитанной трифлуралином - препарат медленно выделяется в течение нескольких лет, защищая капельницу от проникновения корней. Тот, кто не хочет переплачивать за специальную опцию, может просто добавлять препарат в поливную воду через инжектор дважды за сезон. И никаких проблем с корнями в капельницах не будет.

Резюме

Подпочвенные системы автоматического полива открывают новые возможности для эффективного применения капельного орошения зерновых и технических культур на больших массивах земель крупных компаний и агрохолдингов. Они лишены всех недостатков наземных однолетних систем и к тому же существенно дешевле и гораздо проще в эксплуатации. Кроме того, позволяют без ограничений проводить все полевые работы, а для их обслуживания достаточно минимальное количество персонала.

Возможно, кому-то такая технология покажется слишком инновационной и «необкатанной». Это, конечно же, не так. Системы подпочвенного капельного полива уже более 20 лет используются в Израиле, США и других странах. Даже у нас, в Каховке, есть сады, в которых такие системы работают уже 12-й год, причем без засорений, порывов и прочих неприятностей. Мы сами уже не первый год их используем и с удовольствием покажем желающим, как они работают на промышленных полях, поможем реализовать эту замечательную идею на вашем поле.